Form- und Lagetoleranzen

Was muss ich bei Form- und Lagetoleranzen allgemein berücksichtigen

Form- und Lagetoleranzen beschreiben mögliche Abweichungen von einer idealen Werkstückgeometrie, die sich nicht durch eine Messung an einer einzelnen Werkstückposition ermitteln lassen.

Das folgende Video fasst die Wesenszüge der Form- und Lagetoleranzen zusammen:

Eine Formtoleranz ist beispielsweise die Angabe der maximal zulässigen Abweichung eines Wellenquerschnittes von der Kreisform; eine Lagetoleranz kann der Höchstwert sein, um den die Achse einer Bohrung von der vorgesehenen Idealachse abweichen darf.

Die Angabe von Form- und Lagetoleranzen ist auf Grund unvermeidlicher Abweichungen von der idealen Werkstückgeometrie erforderlich, die bei der Fertigung entstehen. Ursachen für eine Form- bzw. Lageabweichung sind beispielsweise:

• elastische Deformationen durch die Einspannung von Werkstücken bei der Fertigung (z.B. beim Drehen oder Schleifen)
• die Nachgiebigkeit von Werkzeughalterungen
• eine wechselnde oder schwellende Kraft beim Zerspanen
• Maschinenschwingungen
• Eigenspannungen im Werkstück
• Auswirkung der Gravitation bei großen Werkstücken

Die Grundlagen für die Bemaßung von Form- und Lagetoleranzen sowie die entsprechende Begriffsdefinitionen, die Symboldarstellungen sowie die verschiedenen Arten des Eintragens in der technischen Zeichnung werden in der Norm DIN EN ISO 1101 spezifiziert.

Die folgenden Ausführungen werden sich hauptsächlich mit den Möglichkeiten der Darstellung von Form- und Lagetoleranzen in normgerechten technischen Zeichnungen beschäftigen.

Ähnlich der Angabe von Toleranzen in technischen Zeichnungen gibt es auch bei den Form- und Lagetoleranzen ein aufsteigendes System, dass bei der Darstellung berücksichtigt werden muss:

1. keinerlei Angaben zu Form- und Lagetoleranzen in technischen Zeichnungen
2. Allgemeintoleranzen für Form und Lage
3. Symbolische Darstellung von Form- und Lagetoleranzen in technischen Zeichnungen

Keinerlei Angaben zu Form- und Lagetoleranzen

Sind in einer technischen Zeichnung keine Angaben zu Form- und Lagetoleranzen enthalten, so brauchen bei der Fertigung diesbezüglich auch keine Toleranzen eingehalten werden.

Allgemeintoleranzen für Form und Lage

Zur Vereinfachung von Zeichnungen besteht die Möglichkeit sogenannte Allgemeintoleranzen in drei Toleranzklassen für Form und Lage festzulegen.

Bei der Nutzung von Allgemeintoleranzen müssen die geforderten Form- und Lagetoleranzen nicht explizit durch spezielle Symbole in eine technische Zeichnung eingezeichnet werden → es reicht ein entsprechender Eintrag im oder über dem Schriftfeld der technische Zeichnung.

Allgemeintoleranzen sind in der DIN ISO 2768-2 in jeweils drei Toleranzklassen vordefiniert. Durch die Wahl einer entsprechenden Toleranzklasse wird eine werkstattübliche Genauigkeit festgelegt, die generell in der Zeichnung nicht unterschritten werden sollte.

Es gibt drei Toleranzklassen (H, K, L), in denen z.B. für Geradheit und Ebenheit, für Rechtwinkligkeit oder für die Symmetrie in Abhängigkeit bestimmter Nennmaßbereiche maximale Toleranzen in Form und Lage (in mm) festgelegt sind.

Wenn kleinere oder genauere Toleranzen für Form und Lage erforderlich sind müssen die Form- und Lagetoleranzen entsprechend DIN EN ISO 1011 mit entsprechenden Symbolen in die Zeichnung eingetragen werden.

Darstellung von Form- und Lagetoleranzen in technischen Zeichnungen (DIN EN ISO 1011)

Zunächst soll kurz erläutert werden wie Form- und Lagetoleranzen in technischen Zeichnungen symbolisch dargestellt werden sollten.

Die Darstellung von Form- und Lagetoleranzen erfolgt in der Regel mit ein bzw. zwei Darstellungssymbolen, die zum einen das tolerierte Element kennzeichnen und zum anderen das entsprechende Bezugselement charakterisieren.

Kombiniertes Darstellungssymbol zur Charakterisierung des tolerierten Elementes

In diesem kombinierten Symbol sind verschiedene Hinweise enthalten, die in speziellen Symbolfeldern zusammengefasst werden. Folgende Symbolfelder sind notwendig:

• ein Symbolfeld zur Definition der Art der Form- und Lagetoleranz. Die  entsprechenden Symboldarstellungen werden in DIN EN ISO 1101 definiert (siehe auch Tab. 4.2)
• ein Symbolfeld, das den Toleranzwert bzw. den zu beachtenden Toleranzbereich beinhaltet (in mm)
• ein Symbolfeld mit einem Bezugsbuchstabe (fakultativ), der die Bezeichnung der tolerierten Oberfläche darstellt.
• weitere Symbolfelder mit vertiefendem Inhalt, die auch in einer zweiten Zeile definiert werden können.

Eine abgewinkelte Pfeil-Linie (mit gefülltem Pfeil) zeigt dabei in der Regel lotrecht auf die zu tolerierende Oberfläche des Bauteiles.

Hier wird ein vollgefülltes Dreieck zur Charakterisierung des Bezugselements genutzt. Das Symbolfeld enthält die gleiche Buchstabenbezeichnung wie im zugewiesenen tolerierten Element vorgeschlagen.

Dieses Darstellungssymbol kann entfallen, wenn bei der Charakterisierung des tolerierten Elements kein Bezugsbuchstabe benannt wurde.

Die Tabelle enthält die in DIN EN ISO 1101 definierten Symbol­darstellungen der Form- und Lagetoleranz in einer systematischen Zusammenstellung.

Formtoleranzen
	Geradheit		Die tolerierte Achse des zylindrischen Teils muss in einem Zylinder von d=x mm (hier d=0,02mm) liegen.
	Ebenheit		Die tolerierte Fläche muss zwischen zwei parallelen Ebenen (Abstand hier 0,15 mm) liegen.
	Rundheit		In allen Schnittebenen senkrecht zur Mittelachse muss die Umfangslinie zwischen zwei konzentrischen Kreisen (Abstand 0,05 mm) liegen.
	Zylindrizität		Die tolerierte Mantelfläche des zylindrischen Teils muss zwischen zwei koaxialen Zylindern (Abstand 0,25 mm) liegen.
	Profil einer beliebigen Linie		Das tolerierte Profil muss zwischen zwei Hülllinien liegen, deren Abstand von Kreisen (d=0,04 mm) definiert wird (Mittelpunkt der Kreise auf geometrisch idealer Linie).
	Profil einer beliebigen Fläche		Die tolerierte Fläche muss zwischen zwei Hüllflächen liegen, deren Abstand durch Kugeln (d=0,15 mm) definiert wird (Mittelpunkte der Kugeln auf geometrisch idealer Fläche).
Lagetoleranzen
	Parallelität		Die tolerierte Achse muss in einem Zylinder von d=0,04 mm liegen, der parallel zur Bezugsachse A ist.
	Rechtwinkligkeit		Die tolerierte Zylinderachse muss in einem zur Bezugsfläche senkrechten Zylinder mit Durchmesser d=0,3 mm liegen.
	Neigung		Die tolerierte Neigungsfläche muss zwischen zwei zur Bezugsachse A geneigten parallelen Ebenen mit Abstand  0,25 mm liegen. (Der geometrische ideale Winkel muss 45 Grad aufweisen).
Ortstoleranzen
	Position		Der tatsächliche Bohrungsmittelpunkt muss in einem Kreis mit d=0,25 mm liegen, dessen Mittelpunkt mit dem theoretisch exakten Ort der Bohrung übereinstimmt.
	Konzentrizität und Koaxialität		Die Achse des tolerierten Wellenteils muss in einem zur Bezugsachse A-B koaxialen Zylinder mit d=0,1 mm liegen.
	Symmetrie		Die tolerierte Mittelebene der Nut muss zw. zwei parallelen Flächen (Abstand 0,03 mm) liegen, welche symmetrisch zur Ebene A der bemaßten Außenflächen angeordnet sind.
Lauftoleranzen
	Lauf		Bei einer Umdrehung des Zylinders um die Bezugsachse A-B, darf die Rundlaufabweichung in jeder einzelnen Messebene senkrecht zu A-B 0,4 mm nicht überschreiten.
	Gesamtlauf		Bei mehrfacher Drehung um die Bezugsachse A-B und gleichzeitiger radialer Verschiebung, müssen alle Messpunkte der Oberfläche in der Gesamtplanlauftoleranz 0,4 mm liegen.